高中化学化学电源新型电池试题

汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄↓ + 2H₂O，根据此反应判断下列叙述中正确的是

A．PbO2是电池的负极

B．负极的电极反应式为：Pb + SO– 2e ^– = PbSO4↓

C．PbO2得电子，被氧化

D．电池放电时，溶液酸性增强

一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇Y₂O₃的氧化锆ZrO₂晶体，在熔融状态下能传导O²。下列对该燃料电池说法正确的是

A．在熔融电解质中，O^2由负极移向正极

B．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H10＋26e＋13O^2＝4CO2＋5H2O

C．通入空气的一极是负极，电极反应为：O2＋4e＝2O^2^

D．电池的总反应是：2C4H10＋13O2＝ 8CO2＋10H2O

分别放在0.1mol·L^-1H₂SO₄溶液中的四块相同的纯锌片，其腐蚀速率由快到慢的顺序是

A．④＞③＞②＞①	B．③＞①＞②＞④
C．④＞③＞①＞②	D．②＞③＞④＞①

下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 (MH－Ni碱性电池)。下列有关说法不正确的是

A．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e^－=Ni(OH)2＋OH^－

B．放电时负极反应为：MH＋OH^―-2e^－=H2O＋M^+

C．充电时氢氧根离子移向阳极，要参与电极反应

D．充电时电池的正极连接直流电源的正极，得到电子发生还原反应

近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：
（1）Pt（a）电极对应发生的电极反应为                。Pt（b）电极反生             反应（填“氧化”或“还原”），电极反应为             。
（2）电池的总反应方程式为                        。
（3）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH₃OH有           mol。

某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li_l－xCoO₂ +Li_xC₆＝6C+LiCoO₂，其电池如图所示。下列说法不正确的是

A．放电时，LixC6发生氧化反应

B．充电时，Li^＋通过阳离子交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池正极反应为Lil－xCoO2+xLi^＋+ xe^－＝LiCoO2

为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO₂气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如下所示：

（1）已知：C(s)+H₂O(g)====CO(g)+H₂(g)   △H₁=+131.3kJ•mol^-1
C(s)+2H₂O(g)====CO₂(g)+2H₂(g)   △H₂=+90kJ•mol^-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是              。
（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)；ΔH
①该反应平衡常数表达式为K＝             。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示。

该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂) /n(CO₂)]，则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）一种新型氢氧燃料电池工作原理如下图所示。

①写出电极A的电极反应式                      放电过程中，溶液中的CO₃^2-将移向电极    （填A或B）
②以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mol Cl₂，则至少需通入O₂的体积为        L（标准状况）

(14分)甲醇(CH₃OH)和二甲醚(CH₃OCH₃)被称为21世纪的新型燃料。以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下

（1）写出催化反应室1中在一定条件下进行的化学方程式：              。
（2）在压强为0.1MPa条件下，反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH₂在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g) +2H₂(g)CH₃OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，

则：①P₁       P₂。(填“<”、“>”或“=”)
②在其它条件不变的情况下，反应室3再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率      。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③在P₁压强下，100℃时，反应：CH₃OH(g)CO(g)+2H₂(g)的平衡常数为    。(用含a、V的代数式表示)。
（3）下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为   。

（4）水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)；ΔH＝－90.8 kJ·mol^-1
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)；ΔH＝－23.5kJ·mol^-1
③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^-1
则反应：3H₂(g) +3CO(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)的ΔH＝         。

用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是

A．充电时，阴极的电极反应为：Ni(OH)2＋OH^－－e^－===NiO(OH)＋H2O

B．放电时，负极的电极反应为：H2－2e^－＋2OH^－===2H2O

C．放电时，OH^－移向镍电极

D．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连

某种熔融碳酸盐燃料电池以Li₂CO₃、K₂CO₃为电解质、以CH₄为燃料时，该电池工作原理见下图。下列说法正确的是

A．a为CH4，b为CO2

B．CO3^2^﹣向正极移动

C．此电池在常温时也能工作

D．正极电极反应式为：O2+2CO2+4e^﹣=2CO3^2^﹣

锂—碘电池可用来为心脏起搏器提供能源，其电池反应可简化为：2Li ＋ I₂ ="=" 2LiI。下列有关说法正确的是

A．I2发生氧化反应	B．碘电极为该电池的正极
C．负极反应为：Li – e^-="=" Li^+	D．该电池放电时化学能转化为电能

表面介导电池(SMCS)是一种新型充电电池，可使电动汽车的充电时间仅需几分钟，该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯。下列有关说法中不正确的是

A．放电时，氧化石墨烯作正极

B．放电时，负极电极反应式为Li－e^－===Li^＋

C．充电时，该电池是将电能转化为化学能

D．充电时，电解质溶液中的Li^＋从阴极迁移到阳极

下列有关化学概念或原理的论述中，正确的是

A．任何一个氧化还原反应都可以设计为原电池，输出电能

B．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应

C．电解饱和食盐水的过程中，水的电离平衡正向移动

D．任何可逆反应，其平衡常数越大，反应速率、反应物的转化率就越大

优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生 命，它的正极材料是聚2一乙烯吡啶(简写P₂VP)和I₂的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为2Li+P₂VP·nI₂= P₂VP·（n-1）I₂+2LiI，则下列说法正确的是

A．正极的反应为P2VP·nI2+2Li^++2e^-= P2VP·（n-1）I2+2LiI

B．电池工作时，碘离子移向P2VP一极

C．聚2一乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此聚2一乙烯吡啶的复合物不会导电

D．该电池所产生的电压低，使用寿命比较短

（共16分）
Ⅰ．(10分)已知2A(g)+B(g)   2C(g)；△H=－a kJ／mol(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为w mol／L,放出热量b kJ。
（1）比较a         b( 填 > 、 = 、 < )
（2）若在原来的容器中，只加入2mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，C物质的浓度    (填>、=、<)w mol/L，a、b、c之间满足的关系式为                      (用含a、b、c的代数式表示)。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是               。
a、V(C)=2V(B)；        b、容器内压强保持不变 
c、V逆(A)=2V正(B)     d、容器内的密度保持不变
（4）若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，起始时加入2molA和lmolB，500℃时充分反应达平衡后，放出热量d kJ，则d     b ( 填 > 、 = 、 < )，
Ⅱ.用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），
NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
NiO(OH)＋MHNi(OH)₂＋M
（1）电池放电时，负极的电极反应式为_______                                    
（2）充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）。若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为________。